Химизм пород и радиогенные изотопы
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

 Вулканическим ассоциаци­ям океанических островов свойственны специфические черты химическо­го состава Вставить таблицу - СОХ и островов. (табл. 2.5). Особенно четко они выявляются при сравнении внутриплитных толеитовых серий с аналогичными сериями СОХ. Главными отличиями внутриплитных толеитов в петрогенных элементах являются более высокие содержания TiO2, P2O5, суммы щелочей (преимуществен­но за счет калия), суммарного железа и в целом пониженные содержания глинозема и кальция. Вариации магния, отражающего степень дифферен­циации, существенны и, хотя высокомагнезиальные базальта и пикриты встречаются достаточно часто, в среднем базальты океанических островов характеризуются более низкими содержаниями МgO и более высокими от­ношениями FeO*/MgO, ввиду того что они чаще испытывают глубинное фракционирование оливина в промежуточных очагах при подъеме к поверхности. Также наблюдается некоторое обеднение Ni и Cr, вследст­вие концентрации этих элементов в оливине и хромите, по сравнению с расплавом. Установлено, что вариации главных породообразующих оксидов в дифференциатах определяются преимущественно фракционированием тех или иных минералов, что отражается в температурном режиме дифференцированных серий (рис. 2.15). По мере перехода от толеитовых к щелочным сериям островов тенденции, намеченные в толеитовых сериях, сохраняются. Происходит дальнейшее увеличение содержа­ния щелочей, титана и фосфора, что при уменьшении содержания кремне­зема приводит к появлению недонасыщенных кремнезёмом пород.

Еще более существенные отличия имеют место в содержаниях эле­ментов-примесей. В вулканитах островов по сравнению с базальтами СОХ наблюдается обогащение крупными катионами с низкой валентностью – K, Cs, Rb, Sr, La, Ce (табл.2.6), возрастающее от толеитовых к щелочным по­родам (рис. 2.16). Как известно, содержание этих некогерентных элемен­тов контролируется составом и степенью плавления источника. Особенно чувствительны отношения К/Rb и К/Ва, которые даже в толеитах сущест­венно ниже, чем в базальтах СОХ, что свидетельствует об их повышенной щелочности. Наряду с Ti базальты островов обогащены также всеми высоковалентными элементами: Zr, Hf, Nb, Ta, Th, U. Для них характерны вы­сокие содержания Nb и соответственно низкие Zr/Nb отношения (< 10) в отличие от базальтов СОХ (> 30).

По сравнению с базальтами СОХ типа N-МОRВ внутриплитные базальты обогащены легкими редкими землями (рис. 2.17) и обладают неко­торым дефицитом тяжелых, соответственно La/Yb отношение во всех ти­пах пород велико (4-7). Высокие содержания легких РЗЭ и крупноионных литофильных элементов в толеитовых базальтах островов говорят об их происхождении из неистощенной мантии. Дальнейшее повышение содержания легких РЗЭ и крупноионных элементов при устойчиво низких содержаниях тяжелых РЗЭ, свойственное щелочным базальтам, отражает низкую степень плавления при наличии граната в рестите. По-видимому, базальты океанических островов, как толеитовые, так и щелочные, вы­плавляются из иного, чем толеитовые базальты СОХ, источника.

Этот вывод подкрепляется характером отношений радиогенных изотопов (Sr, Nd, Pb, He). Все базальты океанических островов, как толеито­вые, так и щелочные, характеризуются уменьшением Nd143/Nd144 и увели­чением Sr87/Sr86 по сравнению с базальтами СОХ. На диаграмме Nd143/Nd144 - Sr87/Sr86 они образуют протяженный однонаправленный тренд, с отдельными отклонениями расположенный вдоль области ман­тийной корреляции (см. рис. 2.10). Наиболее близко, и практически перекрываясь с полем базальтов СОХ, расположены поля базальтов тех остро­вов, которые находятся на срединных хребтах, на противоположном конце, - поля редко встречающихся калиевых пород о-вов Кергелен, Тристан-да-Кунья, Гоф (Атлантика) и щелочных базитов о-вов Самоа, Товарищества (Тихий океан). При этом абсолютные значения изотопных отношений стронция варьируют от 0,7030 до 0,7065, а неодима - от 0,5124 до 0,5131. Разброс данных по радиогенным изотопам Sr, Nd, а также Pb объясняется смешением нескольких источников магмообразования: истощенного, дающего базальты СОХ N-МОRВ типа, в разной степени обогащенного, а так­же, в отдельных случаях, рециклированного океанического корового мате­риала.  

Таким образом, область мантийной корреляции на диаграмме Nd143/Nd 144 - Sr87/Sr86 предстает собой область смешения двух ис­точников, а наблюдаемые отклонения от нее объясняются процессами ре­циклирования. Исходя из этой концепции, расплавы (базальта) океаниче­ских островов происходят из обогащенной мантии с разной степенью примеси деплетированного мантийного материала, который они захватывали по мере их поступления к поверхности.

Данные по вулканическим породам океанических островов свидетельствуют, что их магма была более богата летучими компонентами, чем магма под срединно-океаническими хребтами. Содержание летучих увеличива­лось мере эволюции расплавов, о чем свидетельствует появление водосодержащих минералов в дифференциатах базальтовой магмы. Прямая корреляция наблюдается между содержанием летучих и щелочностью пород, что хорошо видно по более низким температурам ликвидуса щелочных базальтов островов по сравнению с толеитовыми.

Изучение состава газов, законсервиро­ванных во включениях в интрателлурических минеральных фазах, в ряде островов западной части Тихого океана (о-ва Пасхи, Га­вайи, Таити) показало, что породы океани­ческих островов отли­чаются не только более высоким (в 2-3 раза) содержанием газовой составляющей в рас­плавах по сравнению с их содержанием в СОХ, но и соотноше­нием компонентов флюида и степенью их окисленности. Отноше­ние С/Н в породах океаничес­ких островов значительно выше, по срав­нению с базальтами СОХ. В составе флюи­дов высока роль гало­генов (С1, F). При этом в базальтовых членах серий пре­обладает хлор, а фтор накапливается по мере эволю­ции расплавов. Судя по широкому развитию гидроксилсодержащих фаз в родственных включениях по сравне­нию с вмещающими их вулканитами щелочных и субщелочных серий, магмы последних испытывают отделение летучих при подъеме к поверхности. Это отражается на взрывном характере щелочного вулканизма в отличие от толеитового.

В качестве примеров вулканических провинций океанических остро­вов кратко рассмотрим Гавайскую и Исландскую, принципиально различающиеся своей геологической историей и положением относитель­но СОХ.

Дата: 2018-09-13, просмотров: 483.